| 研究課題/領域番号 |
22K19890
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
中区分90:人間医工学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 茨城大学 |
|---|
研究代表者 |
長山 和亮 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (10359763)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
|
|---|
| キーワード | 細胞バイオメカニクス / メカノバイオロジー / 細胞骨格 / 細胞形態 / 恒常性 / 修復 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，血管や骨などの生体組織を構成する細胞に備わると考えられる「構造と力の記憶」のメカニズムを明らかにする．具体的には，独自の細胞操作技術を駆使しながら，細胞の形態維持や運動，力に対する応答を制御しているアクチン細胞骨格に着目して，これらの内部構造を乱した後に，その構造や張力が再現する過程を詳しく調べる．そして，細胞や組織全体が如何にして「記憶の維持」と「記憶のリセット」を切り替えているのか明らかにする．
|
| 研究成果の概要 |
本研究は，細胞の構造と力の再現メカニズムとその生理学的意義を探ることを目的とし，細胞構造を支える要素としてアクチン細胞骨格に注目して研究を進めてきた．継代培養を繰り返して脱分化・老化を進めた細胞を準備し，アクチン細胞骨格の分布様態，細胞張力，細胞の運動特性の違いを詳しく調べた．細胞の脱分化・老化が進むと細胞張力が減少して向きがバラバラになり，細胞の運動能も低下した．レーザ技術でアクチン細胞骨格を切断して，収縮挙動と構造・力の再現力を調べたところ，脱分化・老化が進むと細胞骨格の再生能は高まるが，発揮する力の再現性が低くなった．細胞の張力や構造の記憶特性が細胞老化に深く関わる可能性が示された.
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，細胞の脱分化・老化が進むと細胞張力の減少と運動能の低下が見られること，個々のアクチン細胞骨格の再生能力は高まるが，張力の大きさは元に戻りにくくなることを明らかにした．さらに，細胞が自身の力学構造の再現と崩壊を巧みに切り換える機能を持っており，その機能は細胞老化と密接に関わることが示唆された．本研究は，このような1つ1つの細胞に備わる「構造と力の再現能力」が，様々な外乱に対する組織全体の恒常性を維持する重要因子となっている可能性を世界で初めて得た研究であり，得られた知見は，疾患や創傷の早期治療手法の開発などへの応用展開が期待できる．
|
